世界初! 共有結合の変化を写真で捉えることに成功。

世界初! 共有結合の変化を写真で捉えることに成功。 1

世界で初めて、共有結合の変化の写真撮影に成功しました!  しかも原子1つが確認できる形です。撮影されたものはコレまでの理論に非常によく合致しています。

これまで化学者らは分子構造を察することしかできませんでした。今回の写真は、5月30日にScienceに報告されたもので、原子間力顕微鏡法を用いて撮影されています。画像には26個の炭素原子と14個の水素原子がはっきりと映っています。

研究チームは当初、最近の分子化学者ならたいていの人が取り組んでいる、グラフェンからナノストラクチャーを作ろうとしていました。グラフェンは炭素原子からなる6角形格子の構造で、原子一個分の厚みしかない炭素のことです。(詳しい説明はこちらをどうぞ。)

炭素元素をハチの巣状にするためには、直鎖状に並んでいる原子を6角形に並び変える必要があります。そしてこの反応ではいくつかの違った分子が生じます。米国エネルギー省‪ローレンス・バークレー国立研究所‬のフェリックス・フィッシャーさんと彼のチームはそれを可視化しようと考えました。

そのためには、パワフルな撮影装置が必要です。そこでフィッシャーさんは、UCバークレー研究所の原子間力顕微鏡の研究者、マイケル・クロミーさんの所へ行きます。そして2人は非接触原子間力顕微鏡法を用いて、撮影に成功しました。非接触原子間力顕微鏡法は原子間力を検出することによって、試料表面の原子と結合の様子を可視化する方法です。

研究チームは炭素原子だけでなく、共有結合も可視化したいと考えていました。そのため彼らは炭素をシルバープレートの上で、原子の配列が変化するまで熱しました。そしてその後冷やされる過程で、化学反応している様子をたまたま撮影することができました。そして彼らの手元には撮りたかった構造の写真が1枚と、予期しない構造の写真3枚、そして世界で初めて! という言葉が残されたそうです。

もちろん写真が撮れたこともすごいんですけど、これまで推定していた理論に合致しているというのが、またすごいですよね。

Science via Wired Science

mio(米版